- 动量守恒定律
- 共5880题
(2016春•梅州月考)如图所示,在光滑的水平面上,质量为m的小球A以速率v0向右运动,在小球的前方O点处有一质量未知的小球B处于静止状态,Q点处为一竖直的墙壁.小球A与小球B发生弹性碰撞后两小球均向右运动,小球B与墙壁碰撞后原速率返回并与小球A在P点相遇,
=3
,两小球可看成质点.求:
①小球B的质量M;
②假设两小球第一次碰撞的时间是△t,求两小球第一次碰撞时相互间的平均作用力F的大小.
正确答案
解析
解:①设A、B两个小球碰撞后的速度分别为v1、v2,以向右为正,由动量守恒定律有:
mv0=mv1+Mv2…①
由能量守恒定律有:mv02=
mv12+
Mv22…②
两个小球碰撞后到再次相遇,其速度率不变,由运动学规律有:
v1:v2=:(
)=1:7…③
联立①②③代入数据解得:M=
②以A球为研究对象,由动量定理有:
-F△t=mv1-mv0…④
联立①④,代入数据解得:.
答:①小球B的质量M为;
②两小球第一次碰撞时相互间的平均作用力F的大小为.
如图所示,一质量为M的物块静止在桌面边缘,一质量为m的子弹以水平速度v0射入物块后,以水平速度
射出.重力加速度为g.求
(1)子弹穿过物块后物块的速度V;
(2)此过程中系统损失的机械能.
正确答案
解:(1)设子弹穿过物块后物块的速度为v,以子弹的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
mv0=m•+Mv…①
解得:v=v0…②
(2)由能量守恒定律得,系统的机械能损失为:
△E=mv02-[
m(
)2+
Mv2]…③
由②③式得:△E=(3-
)mv02…④;
答:(1)子弹穿过物块后物块的速度v为v0;
(2)此过程中系统损失的机械能为(3-
)mv02.
解析
解:(1)设子弹穿过物块后物块的速度为v,以子弹的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
mv0=m•+Mv…①
解得:v=v0…②
(2)由能量守恒定律得,系统的机械能损失为:
△E=mv02-[
m(
)2+
Mv2]…③
由②③式得:△E=(3-
)mv02…④;
答:(1)子弹穿过物块后物块的速度v为v0;
(2)此过程中系统损失的机械能为(3-
)mv02.
质量为m速度为V的A球跟质量为3m静止的B球发生正碰.碰撞后B球速度的可能值有( )
正确答案
解析
解:A、若vB=0.6v,选V的方向为正,由动量守恒得:mv=mvA+3m•0.6v,得vA=-0.8v
碰撞前系统的总动能为 Ek=mv2.碰撞后系统的总动能为:Ek′=
mvA2+
•3mvB2=
m(0.8v)2+
•3mvB2>
mv2,违反了能量守恒定律,不可能.故A错误.
B、A、B发生完全非弹性碰撞,则有:mv=(m+3m)vB,vB=0.25v,这时B获得的速度最小,所以vB=0.2v,是不可能的.故B错误.
C、若vB=0.3v,由动量守恒得:mv=mvA+3m•0.3v,得vA=0.1v,
碰撞后系统的总动能为:Ek′=mvA2+
•3mvB2=
m(0.1v)2+
•3m(0.3v)2<
mv2,不违反了能量守恒定律,是可能的.故C正确.
D、若vB=0.22v,由动量守恒得:mv=mvA+3m•0.22v,解得:vA=0.34v,碰撞后A的速度大于B的速度,要发生二次碰撞,这是不可能的,故D错误;
故选:C.
甲、乙两球在水平光滑轨道上向同方向运动,已知它们的动量分别是P甲=5kg•m/s,P乙=7kg•m/s,甲从后面追上乙并发生碰撞,碰后乙球的动量变为10kg•m/s,则二球质量m甲与m乙间的关系可能是( )
正确答案
解析
解:根据动量守恒定律得
P1+P2=P1′+P2′
解得P1′=2kg.m/s
碰撞过程系统的总动能不增加,则有
解得
碰撞后甲的速度不大于乙的速度,则有.
解得.故C正确,A、B、D错误.
故选:C.
如图所示,质量为M的框架放在光滑的水平桌面上,质量为m的木块压缩着框架左侧的弹簧并用细线固定,木块距框架右侧为d.现在把线剪断,木块被弹簧推动,木块达到框架右侧并不弹回,木块与框架间的摩擦可以忽略不计.最后框架的位移为______.
正确答案
解析
解:木块与框架组成的系统动量守恒,由于系统初动量为零,由动量守恒定律可知,木块与框架碰撞后系统总动量为零,即两者都静止;
以向右为正方向,从剪断细线到木块与框架碰撞过程中,由动量守恒定律得:mv-Mv′=0,m-M
=0,
解得:x=;
故答案为:.
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